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地球上的石油到底是怎么来的?

2020-11-07 01:32阅读(60)

地球上的石油到底是怎么来的?:这个问题比较具有争议性,目前科学界的主流观点还是认为石油是由远古生物形成的。石油的主要成分是碳氢化合物。目前,石油的成油:

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这个问题比较具有争议性,目前科学界的主流观点还是认为石油是由远古生物形成的。

石油的主要成分是碳氢化合物。目前,石油的成油机理分为生物成油和非生物成油两种学说。石油主要存在于地壳上层部分。

生物成油理论

大多数地质学家认为石油是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。生物成油说被教科书采纳并被广泛传播,认为石油是古代生物死亡后沉积,并经过漫长的演化形成的,属于生物沉积变油,不可再生。

在这上亿年的时间内,经过海陆变迁等地质运动的影响,这些生物沉积物形成沉积岩并被卷入地壳,在地壳内部的高压下脱氧,最终形成石油,并通过向上渗透形成油田。研究表明,石油的生成至少需要200万年的时间。据化石显示,地球上最早的生命出现于35亿年前,也就是说,我们现在所用的石油都是上亿年前的生物形成的。

非生物成油理论

这个理论认为在地壳内有许多碳,有些碳本身就以碳氢化合物的形式存在。石油中的生物标志物是由居住在岩石中的喜热微生物导致的,与石油本身无关。在地质学家中这个理论只有少数人支持。

该理论认为石油是由地壳内本身的碳生成的,与生物无关,可再生,石油其实就是地球内部自然形成的矿物。不过目前该理论并没有获得太多的证据支持,其是否正确还有待考证。

目前最主要的争议还在于地球上为什么有那么多石油,也就是石油是否可再生。地球上的远古生物是否能够形成这么多石油,目前还有待确认。网传的油田枯木逢春,则完全是谣言。石油资源之所以到现在还没有枯竭,是因为又发现了新的油田,而且现在的石油开采逐渐从陆地转向海洋了。

石油就算是可再生资源,也并非是无穷无尽的,当人类的消耗速度大于石油的再生速度时,石油就会面临枯竭。这就好比水资源,地球表面70%都被水覆盖,但可供人类利用的却很少。我们不可能为了寻找石油,把地球表面都开采遍,那我们自己住哪儿,地球上的生态环境也会被严重破坏。因此,发展新型能源还是有必要的,可以减少环境污染。

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石油资源是目前人类工业发展不可替代的能源,有着举足轻重的作用,主要是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃等组成的混合物。现在关于石油的形成有两种观点:一是生物化油,二是石化油。

生物残骸沉积变油

这种方式目前是被大多数人接受的,认为现在的石油是主要是由远古时期海洋或湖泊中生物残骸沉积最终变成石油。远古生物死后残骸的有机质会不断的囤积积压,与淤泥一起形成混合物,在不断的囤积中变成了沉积层,上层不断的被各种物质挤压。在漫长的时间里碳氢氧等重新组合,最终生成也要的石油和天然气。由于它们的密度原因被不断的向上推挤,最终就形成了富含石油的的断层。

石化油

该种理论最早由俄罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫提出,后期天文学家托马斯·戈尔德延伸了该理论。这种理论的主要思想就是认为地壳的一些碳元素有的以碳氢化合物的形式存在,最终自然形成跟生物残骸无关,如果石油真的是这样形成的,那意味着石油是可再生的能源。

目前最被大家接受的还是生物残骸形成石油的理论,因为石油目前为止只在地球上发现存在,并且在地球上的分布位置也并不是均匀的,这跟生物聚集程度就有了关系,同时石油中也发现了大量的生物有机质。因此这种石油形成理论也最被认可。

至少目前来说这种理论是最被接受的,如果随着发展有了更多的发现,甚至是在根本不可能有生物的天体上发现石油的存在,这就足以可以推翻第一种理论了。


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石油是现代社会最重要的资源,它被称为是工业血液。我们经常说石油是不可再生资源,很多人却认为这就是一个骗局。地球上石油到底是怎么来的呢?它到底是不是不可再生资源呢?

关于石油是怎么形成的,现在在科学界还是很有争议的。目前关于地球上的石油是如何形成的有两种理论。一种是生物成油理论,一种是非生物成油理论,两种观点截然相反的理论。

图示:石油

生物成油理论

石油的生物成油理论认为石油是古代海洋或者湖泊中的生物经过漫长的时间演化而成的。科学家发现,地球上开采的石油最古老的已经长达5亿年之久。在地球上的一些特殊时期,大量的海洋动物和藻类植物死亡后,构成身体的有机物质不断分解与泥沙混合形成了沉积层,被埋在了地下。在地下的高温和高压下逐渐形成了石油。石油形成的时间需要上百万年的时间。

图示:生物成油理论解释的石油形成

非生物成油理论

非生物成油理论认为,地球上的时候不是有远古时期的生物尸体形成的。这部分研究者认为,地球的地壳中本身就含有非常多的碳元素。这些碳很多都是碳氢化合物的形式存在着。这些碳氢化合物就是石油。

现在绝大多数的人都支持生物成油理论。但是不管哪一种理论是正确的,石油都是不可再生资源。按照生物成油理论来讲,石油的形成过程是是非常缓慢的。我们人类对石油开采和消耗的速度是远大于石油的生成速度的。因此已有只能是越开采越少。

图示:石油资源只能是越开采越少

如果按照非生物成油理论来讲,那么地球上的石油也是有限的。因为地球上的碳元素就是有限的。地球上的碳元素在地壳中的含量仅占0.0027%,并不是很多。况且地壳中的这些碳并不是全部以石油的形式存在的。因此地球上的石油储量是非常有限的。更何况并不是所有的石油资源我们能开采到的。一些地方的石油是人类无法开采的。因此可供人类开采的石油资源更是有限的。

因此,我认为不管从哪个角度讲,地球上的石油资源都是有限的,不可再生的。

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我个人是认同石油的生物起源的,因为石油是一系列分子量较高的有机物,包括交联的长链烃和杂环芳香烃等等,而且还含有少量的硫、磷等成分,这种组合看起来非常像是生物体构成物质降解的产物。因为天然形成的有机物一般都比较简单,像甲烷、乙烷、单环的苯等等,且难以以如此丰度富集于一处,形成复杂粘稠的混合物——原油。而原油就源自于同样具有复杂高分子形态的干酪根(油母质)。

上图:干酪根的复杂交联高聚分子形态


对干酪根的深度研究确定了石油和天然气乃至煤的共同起源

一个比较有说服力的石油生物起源的证据就是“干酪根”(又被称为“油母质”),干酪根是kerogen音译词。地球上有大量的干酪根储量,据估计全球有10^16吨,这是全球最大的有机物库,全部埋藏于地下。是全球现生活着的生命体有机物总量的一万倍。

上图:一块地道的干酪根


据地质学家研究,干酪根在生物体内有机物质降解的沉积成岩过程中形成。有机物质来源可包括湖泊和海洋藻类以及浮游生物和陆地高等植物。 在成岩过程中,来自例如原始有机物质中的蛋白质和碳水化合物的大量生物聚合物部分或完全分解(这种分解过程可以看作是光合作用的逆转)。然后这些分解得到的有机物单元可缩聚形成新的地质性聚合物。 以这种方式形成聚合物是干酪根相关的大分子量和多种化学组成的原因。这些聚合通常与一种或多种其他矿物(如钙和硅质)组分的形成和沉降同时发生产生类似油页岩的沉积岩。并且分为若干类型:

I型:湖相藻类/腐殖质型

这种干酪根富含脂类衍生物质,主要来自湖泊淡水藻类,在缺氧湖泊底部沉积形成,而很少在海洋环境中沉积形成;其成分包含藻酸盐、无定形有机物、蓝细菌、淡水藻类和少量的陆地植物树脂当中的蛋白质和脂质前体形成,具有很少的环状或芳香结构,显示出在加热下容易产生液态烃(油)的倾向。含有I型干酪根的页岩在常规石油干馏方面是最有潜力的沉积岩类型。


II型:海相浮游生物型

II型干酪根主要来源于海洋海洋浮游生物和藻类体内的有机质,在还原性(缺氧)的沉积环境中形成,硫含量通常高于其他干酪根类型。尽管II型干酪根的热解产生的油比I型少,但产生的量仍然足以使带有II型的沉积矿床成为石油烃源岩,在加热下产生油气混合物。


III型:腐殖质型

III型干酪根来源于陆生植物体内的有机物质,包括纤维素、木质素(一种由将纤维素串结合在一起的苯基-丙烷单元形成的非碳水化合物聚合物)以及萜烯和酚类。煤炭就是是一种主要由III型干酪根的有机物沉积岩。III型干酪根产油量是最低的,在加热下主要产生气体(最近的研究表明,III型干酪根在极端条件下实际上可以生产油)。


IV型:惰性/残基型

IV型干酪根主要包括多环芳烃形式的惰性有机物,没有生产碳氢化合物的潜力。


当干酪根沉积在岩层中时,由于地壳中的岩石应力和地热梯度,随后的沉积和渐进的埋藏或覆盖层提供了逐步升高的压力和温度,导致干酪根组成的进一步的转化,包括氢,氧,氮,硫及其相关化学基团的丢失,以及随后的异构化和芳构化,使得干酪根达到热成熟状态。芳构化使得干酪根混合物中的分子堆积,并反过来驱动干酪根的物理特性的变化,例如分子密度、镜质体反射率和孢子着色度(随着深度/热成熟度增加,黄色至橙色至棕色至黑色)的增加。


国内外对于干酪根以及石油的生物起源研究已经相当成熟,以至于相关的术语都直接采用生物来源作为干酪根的分类命名,诸如藻型(对应湖相型)、浮游生物型(对应海相型)、腐殖质型(对应陆相型),所以石油的生物质起源在业界没有质疑。干酪根的巨大储量使得全球产生了不少的石油和天然气储量,但实际上这些油气资源不过是干酪根资源的一小部分。还有大量的干酪根储藏量并未达到形成油气的程度。


我们也不应该低估微生物在数十亿年来对地球面貌的改造,10^16吨的干酪根并不算多,想想——地球的氧气几乎都来自于微生物的固碳作用,而大量的岛礁都是建立在藻类和软体动物的尸体之上。

上图:藻类尸体堆积形成的层叠岩

上图:层叠岩剖面,能够观察到微生物生长的过程,这是用时间堆积起来的奇迹。


所以我们有理由相信,干酪根也经历了这样的历程。[问答·小宇堂——未经授权,严谨转载]


石油和天然气的形成

当干酪根在地壳中加热到合适的温度时(产油温度范围50-150°C,产气温度范围150-200°C)不同类型的干酪根或释出原油或释放天然气。当这些干酪根以高浓度存在于岩石中,例如富含有机物的泥岩页岩时,它们就可能形成烃源岩(烃源岩包括油源岩、气源岩和油气源岩,习惯上通常叫作生油岩)。富含干酪根但未加热到所需温度以产生碳氢化合物的页岩则可能形成油页岩沉积物(也就是现在美国大张旗鼓开采的页岩油)。

上图:石油和天然气的产生过程,图片很形象,大家意会吧。

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石油地质学博士来说一下这个问题。

在石油工业发展早期,油气的来源是一个很有争议的问题。从19世纪末提出化学元素周期表的门捷列夫第一次提出水与金属碳化物反应可以形成简单有机物以后,无机成因就一直在油气成因理论中占有一席之地。由于门捷列夫本人是俄国人,所以无机成因在俄国是一门有着悠久历史的学科。其他的包括宇宙来源说、岩浆冷却说、高温高压状态下无机物生油说、蛇纹石水岩反应生油说等无机生油领域的主要观点,皆来自沙俄及后来的苏俄。

一直到20世纪70年代,越来越多的油气勘探实例逐渐否认、排斥、边缘化了俄国学者们提出的无机成因观点,转而成为有机生油理论的有力证据。干酪根热解生烃学说就是在这一时期被提出并完善了。

干酪根生烃学说,是一门有完整理论、实验室证据、石油碳同位素证据、石油灰分证据、石油生物标志化合物证据、成功的油气勘探应用、现代埋藏有机物生烃现象等支撑的完备学科。有确凿的证据链条、逻辑和理论体系,并且是能够最有效指导油气勘探的理论。

(干酪根生油模型)

一个地质成矿学说的生命力,正是在于人们能不能利用你找到矿物。这也是无机生油假说的死结:用它找不到油。按照一些无机支持者的观点,岩浆岩深部应该能找到油气,但至今找不到;他们也会拿岩浆岩储油的现象来说事,但事实却恰恰不是他们说的那样,而是周边沉积地层里形成的原油通过各种途径运移到破碎的岩浆岩地层里去了:我们有大量有机地球化学的方法进行油源对比和油气运移通道的还原,都是有定论的东西。

另外,石油和天热气的成因要区别对待。石油目前认为不能通过无机途径形成,但是天然气可以。比如甲烷,是可以通过蛇纹石化途径形成的,而且无机成因的甲烷及其他气态轻烃也有证实。无机成因的甲烷和少量其他轻质气态烃类,目前已经获得油气勘探的证实,发现了无机成因的商业气藏。或者,土卫六上的大量甲烷也说明这种轻烃可以通过无机途径形成。

但是石油很不一样,石油含有大量复杂的大分子重烃、沥青质和胶质,无机成因目前无法在实验室里产生这些物质,也无法解释这些物质如何形成。


出乎很多人意料的是,石油地质业内对于无机学说一点也不排斥——不管白猫黑猫,找到油就是好猫。我们排斥的,只是拿着莫须有的证据和错误的逻辑乱说话的做法、用搅混水的手段引导社会舆论然后试图影响政策的做法、用对实际地质案例的错误解读来试图否认有机成因学说的做法。

毕竟,连俄罗斯的石油勘探工作者们都在运用有机生油理论寻找油气,这些人却还连一点实锤都拿不出来,如此海相推翻或者动摇有机生油理论,实在可笑。

本回答可以与这个回答结合起来看:https://www.wukong.com/answer/6512217893684379907/

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石油的化学成分是短链烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物,比如甲烷、丙烷、乙烷。石油是现代工业应用中最重要的资源,通途多种多样。现在很多国家为了石油而大打出手,比如中东地区战乱和委内瑞拉局势的背后,很大的原因都是夹杂了美国石油利益在里面,可见石油对一个国家的重要程度。



既然石油如此重要,那么石油又是如何诞生的呢?

一般认为石油是由古代生物的尸体经过地下高温高压催化脱去氧而形成的。这些生物尸体多数是海洋或者湖泊中的动物,因此我们现在开发的油气田在古代很可能都是海洋,之后沧海桑田,海洋变成了陆地,这些海洋生物的残骸经过上亿年是沉积和变化最终生成了石油。



还有人认为石油的产生和生物没有任何关系:地球上存在一定丰都的碳,所以这些碳经过加氢脱氧之后形成了石油。

由于人类对于地球的认知还是太少,所以真正的石油形成原因还有待进一步确定。

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主要有2种学说:

1;有机古生生物沉积说;亿万年前,随着地质灾难的发生,伴随着地壳的变动,古生物深埋地下,伴随着高温高压的条件存在,经历亿万年的漫长的转化,有的演变成石油,有的演变成煤炭,这在许多煤矿中发现的琥珀里包含着古生物原形,可以得到验证。


2;另一种说法是,地核熔融高压外溢,遇到外层碳沉积层,也是经过亿万年的自然合成,伴随着地表的降温,形成石油,但不能形成煤炭。

地球的深层,是一个高温高压环境,在那个环境里含有碳,氢,氧,元素,这些分布并不均匀元素在适宜的压力和温度时就发生化学反应,不同的环境生成不同的结构物质,就比如,生成石油,天然气等并且这些反应是可逆的,也是互相交融的,当一部分这些物质形成堆积后,就会伴随地壳的运动,改变存在位置,从而改变了存在环境,就比如来到地表浅层,通过降温降压,使一些反应停止而固定下来,按着那篇论文的推理,石油和天然气还有煤,应该在地表深处(也就是理论上脱离高温高压环境,而又没有漂移到人类可探测的深度)还有大量的不可探明的储量,事实上据说写那篇论文的人,在实验室里模拟地球内部环境利用石油元素人工合成了石油,按他的说法,地球油气资源分布不均衡,主要与地壳板块运动有关,经过亿万年的地壳运动,就形成了今天的样子,也就是说这些资源会再生,但再生的量和位置都是随机的,也是缓慢的,开采大于再生,就等同于乱砍乱伐森林是一样的道理,问题在于有无数的新探明储量不断出现,而且特别是页岩气页岩油的新开发,更证明了他的理论的成立,那篇论文最后的结论是地球氧的消耗不可大于再生,至于比例速率是多少,留给环境学家去研究。

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同类物质的分子,分子集团之间都有吸引力在媒介力作用下,都有似天上雾云一样不断积累 堆集,叠加,不断发展壮大堆积长大过程,而且有排除异类,纯洁自己过程,分子,分子团的吸引力使集团的吸引力越来越大。

集团的堆积叠加过程越来越快,越堆积叠加效果作用越来越快,集团也就堆积叠加越来越大。成为如黄土高原,形成长大的特大煤田,油田,铁矿和各种矿产长成宝石。

都是物质,水,植物腐败分解后变分子,分子团在力作用下移动迁移,长期堆积叠加结果。似天上阴云,如大地厚土,都是分子力的吸引的结果。它的结构一致性和统一性,证明堆积叠加过程是多么完美。力无处不在,不断被释放,不断吸收长大,机构物在力作用下统一堆积成山成海。有序无乱,成为油田,气田,煤田矿藏。

煤田油田气回都是水中力作用下,各种物质腐败分裂后,各自吸引之迁移堆积叠加成得。不是直接变化而成,成为过程相当复杂,从变成分子分子集团分散分离,在亿万年力的作用下,迁移堆积成海如山,又经过苍海变桑田后,才被人们利用开采。

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石油是怎么形成的?地球上为什么那么多石油?

石油对于整个世界来说是一种不可或缺的能源,也是全球离不开的化工原料来源,简单的说世界不可一日无石油,否则整个能源、经济、生活等方方面面都会停摆!对石油的认识上来看大家的意见无疑都是统一的,但对于石油的形成却是有这两极分化!主要分歧在于生物成因和非生物成因,两者理由各不相同,下面我们来一一了解下。

一、生物成因

这是我们从小接受的教育,植物形成煤炭,动物形成石油,也许这是大家留在印象中能够脱口而出的石油成因说法,当然生物成因并非是如此简单分类,而是有一个过程,当然各种观点也将在这个过程中展现!

上图是生物成因中的形成过程,当然来源并非只是动物,也包括植物,个中的关键环节干酪根是能将动植物和石油从前到后能串接起来的关键因素!

干酪根指的是在沉积岩中不溶于非氧化型酸和碱以及非极性有机溶剂的沉积有机质!它被公认为是在石油和沉积有机质中最为关键的中间环节,沉积有机物质的大部分都是干酪根!根据相关研究表明,80%以上的石油烃类是干酪根转换而来!但干酪根成分复杂,并无固定成分结构!

支持生物成因的另一个重要因素是石油馏分具有的旋光性,生物有机质与之特性一致,这也是生物成因的另一个重大支持点!

二、石油非生物成因

超新星爆发后的残骸中存在大量的碳氢化合物,而地球的物理化学作用则能在某些条件下促使这种化合物相更复杂的成分发展!另在陨石中也有发现类似烃类物出现,这是支持无机成因的另一个观点!另外国外也有类似无机成因指导石油勘探与开采的成功案例

当然现在主流仍然比较倾向于有机成因,但无机成因也有相当的市场,不过无论是有机还是无机都改变不了它可能是有限的这种说法,毕竟即使从地壳中渗出也是需要富集时间的,因此我们在能源结构的改变上是势在必行的,而且石油能源的污染也不容忽视,未来走向使用多种来源的电能也许是必然的选择,但是有作为工业原料这个属性也许将难以改变,不过只要不污染空气就行!

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感谢小秘书的邀请。我来为大家回答这个问题:地球上的石油到底是怎么来的?

关于石油的形成,目前国际上最流行的有两种学说。前者生物成油理论,是由美国科学家提出的,石油是不可再生的能源。石油跟煤和天然气一样,是古代有机物,通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。

由史前的海洋动物,和藻类尸体变化形成的,而陆上的植物则一般会形成煤。但实际上,这个假说存在比较大的漏洞,因为即使把地球所有的生物,都转化为石油的话,成油量与地球上探明的储量相差也太大了。

另一个理论由俄罗斯科学家提出,非生物成油理论。假说认为,石油是地球深处涌出的太初物质,在地球形成的初期就已经形成了,并且是可再生的。

地球上的石油总量,只与地层深处碳氢有机物的数量有关。而人类能够获得石油的数量,只与钻井的深度有关。

这说法也有说不通的地方,因为现在发现新油田的数量越来越少,而且规模和存储量也不能和以前那些大油田相比。

这是两种截然不同的观点,各有各的理论和说不通的地方。总的来说,目前国际上主流还是生物成油理论,非生物成油理论只是用来解释某些现象。

这两种石油形成假说,小伙伴们更偏向哪个呢?


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